Fediverse

Wer sich mit sozialen Netzwerken wie Mastodon beschäftigt, wird den Begriff des Fediverse bereits gehört haben. Das Kofferwort, bestehend aus Federation und Universe, bezeichnet ein Netzwerk verschiedener sozialer Plattformen, die nicht von einem einzigen Anbieter betrieben werden, sondern auf vielen unabhängigen Servern laufen und mittels offener Protokolle miteinander verbunden sind.

Anders als in den klassischen Walled Gardens à la X, Facebook oder YouTube, wo jede Plattform ein geschlossenes System darstellt, können im Fediverse Nutzer plattformübergreifend miteinander interagieren. Oft genügt bereits ein einziger Account, um Inhalten über verschiedene Dienste hinweg zu folgen und zu kommentieren, z. B. um über Mastodon einem Pixelfed-Account zu folgen.

Ein Ausschnitt des Fediverse

Ein großer Vorteil der Föderation ist die Robustheit. Es gibt keinen Single Point of Failure. Fällt eine Instanz aus oder wird abgeschaltet, betrifft das nur dessen Nutzer, nicht aber das gesamte Netzwerk.

Spezial-Communitys können eigene Instanzen mit spezifischen Moderationsregeln oder Features betreiben, die auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind. Nutzer haben die Wahl, sich einer Instanz anzuschließen, deren Ausrichtung und Richtlinien ihnen zusagen, oder selbst einen Server aufzusetzen.

Andererseits bedeutet die dezentrale Föderation auch, dass kein einzelner Akteur vollständige Kontrolle über Inhalte und Abläufe hat. Zentralisierte Netzwerke können schneller agieren, einheitliche Richtlinien durchsetzen und technisch einfacher skalieren, da alle Daten an einem Ort liegen.

Im Fediverse müssen sich die Betreiber der einzelnen Instanzen abstimmen, um z. B. Spam oder Missbrauch einzudämmen. Jede Instanz moderiert primär für sich. Auch sind föderierte Systeme komplexer. Der ständige Austausch zwischen Instanzen erfordert robuste Protokolle und kann die Infrastruktur bei hohen Aktivitätspeaks erheblich beanspruchen.

Im Rahmen des Artikels soll vorrangig auf den Teil des Fediverse eingegangen werden, der die ActivityPub-Spezifikation nutzt. Andere Mitglieder des Fediverse im weiteren Sinne, wie Bluesky als Nutzer des AT-Protokolls oder Diaspora mit dem gleichnamigen Protokoll, werden nur angerissen.

Geschichte

Der Grundgedanke von Dezentralität war schon früh im Internet verankert; das E-Mail-System ist bis heute ein anschauliches Beispiel für ein föderiertes Netzwerk. Jeder kann E-Mail-Server aufsetzen und in der Theorie ohne Probleme mit anderen E-Mail-Servern kommunizieren. Auch wenn es im E-Mail-System in den vergangenen Jahrzehnten zu enormen Zentralisierungen gekommen ist, ist es im Kern immer noch ein dezentrales System.

Mit dem Web der späten 90er und beginnenden 2000er Jahre entstanden persönliche Websites, Webringe, RSS/Atom-Feeds und frühe Blogging-Ökosysteme. Technisch dominierten zwar zentralisierte Plattformen wie Blogger.com, aber gleichzeitig gab es einen starken Drang zur Selbsthostbarkeit.

Besonders RSS und Atom können als gedankliche Vorläufer des Fediverse gelten, da sie schon früh das automatische Abonnieren von Inhalten über verschiedene Server hinweg ermöglichten.

OStatus

Sozial wurde Föderation im Web Ende 2008. Das damals von Evan Prodromou entwickelte Protokoll OpenMicroBlogging, ab 2010 OStatus genannt, kombinierte mehrere offene Standards, namentlich Atom, PubSubHubbub, Salmon und WebFinger, um Follower-Beziehungen, Status-Updates und Interaktionen serverübergreifend möglich zu machen.

Allerdings war OStatus technisch fragmentiert, schwer erweiterbar und bot keine echte Möglichkeit, komplexere Interaktionen standardisiert abzubilden.

Mit Identi.ca, welches 2008 gestartet wurde, und dem zugrunde liegenden Software-Stack StatusNet entstand das erste große föderierte Microblogging-Netzwerk. Später nutzten auch GNU social und Friendica Varianten des OStatus-Stacks.

Zeitgleich entwickelte sich mit Diaspora ab 2010 eine weitere föderierte Plattform, die auf einem eigenen Protokoll basierte, aber das Prinzip dezentraler, selbstverwalteter Instanzen ebenfalls konsequent umsetzte.

2013 wurde die Plattform Identi.ca auf pump.io migriert, woraufhin StatusNet faktisch eingestellt wurde. Auch wenn die pump.io-Plattform mittlerweile Geschichte ist, legte sie einige technische Grundlagen für das spätere ActivityPub.

Die im Juli 2014 gegründete W3C Federated Social Web Working Group entwickelte einen neuen Standard, welcher besagte Vorarbeit nutzte, um ActivityPub zu spezifizieren und zu standardisieren. Evan Prodromou fungierte hierbei als Mitautor. 2018 wurde ActivityPub schlussendlich als Webstandard verabschiedet.

ActivityPub erleichterte die Entwicklung dezentraler Plattformen erheblich. Mastodon, das anfangs noch OStatus unterstützte, setzte früh auf ActivityPub und wurde dadurch zum wichtigsten Motor des modernen Fediverse.

Wachstumsschmerzen

Neben der Vergrößerung des Fediverse durch neue Instanzen und Plattformen haben auch kommerzielle Anbieter das Fediverse für sich entdeckt.

So sorgte Meta für Schlagzeilen, als es mit Threads einen eigenen Microblogging-Dienst à la Twitter bzw. X startete und ankündigte, diesen mit ActivityPub kompatibel zu machen.

Die Reaktionen darauf waren im Fediverse gemischt. Einerseits sehen viele darin eine Stärkung der offenen Standards. Dennoch gibt es Bedenken, ob ein großer Player die Kultur des Fediverse verändert oder gar dominiert. Einige Mastodon-Instanzen kündigten prophylaktisch an, Threads gegebenenfalls zu blockieren, falls Meta versucht, zu viele Daten abzugreifen oder eigene Regeln zu diktieren.

Matt Mullenweg zeigte sich begeistert über das Fediverse und sieht darin eine Renaissance des offenen Webs. WordPress selbst kann nun per Plugin zu einem Fediverse-Teilnehmer gemacht werden, wenn auch mit Einschränkungen.

FediDB zeigt das Fediverse in Zahlen

Mittlerweile verfügt das Fediverse (laut FediDB, Stand Dezember 2025) über 12 Millionen registrierte Nutzer, davon sind etwa 890.000 Accounts aktiv, bei insgesamt 1,4 Milliarden Statusmeldungen und über 35.000 Instanzen bzw. Servern.

ActivityPub im Detail

Technisch betrachtet besteht die heutige Föderation aus zwei eng verzahnten Bausteinen. ActivityPub definiert die Mechanik der Kommunikation, also wie Clients Inhalte an einen Server senden und wie Server Aktivitäten an andere Instanzen verteilen.

Was dabei übertragen wird, legt ein zweiter Standard mit dem Namen ActivityStreams 2.0 fest. Dieses JSON-basierte Vokabular beschreibt die semantische Ebene, also welche Objekt- und Aktivitätstypen es gibt; von Note über Image bis zu Create, Like oder Follow.

Erst im Zusammenspiel beider Standards entsteht ein interoperables soziales Netzwerk. ActivityStreams liefert die Bedeutung, während ActivityPub den Transport, Zustellung und die Föderation übernimmt.

ActivityPub definiert zwei APIs. Zum einen eine Client-zu-Server-API (C2S), über die Nutzerinhalte auf dem eigenen Server erstellt, abgerufen oder gelöscht werden können. Zum anderen wird eine Server-zu-Server-API (S2S) definiert, über die föderierte Kommunikation zwischen verschiedenen Servern bzw. Instanzen erfolgt.

Während die C2S-API in der Theorie von den Clients, wie einer App oder einem Webinterface genutzt wird, wird die S2S-API für die Kommunikation zwischen den Servern genutzt.

Interessanterweise müssen nicht beide APIs implementiert werden. So implementiert z. B. Mastodon nur die S2S-API und nutzt stattdessen eine eigene Client-API.

Dies hängt damit zusammen, dass die Implementierung beider APIs optional ist und Mastodons eigene Client-API deutlich älter als ActivityPub ist. Dazu heißt es in der Spezifikation:

ActivityPub implementations can implement just one of these things or both of them.

Die Client-zu-Server-Seite von ActivityPub ist zwar spezifiziert, wird in der Praxis jedoch nur sehr begrenzt genutzt.

Die Energie floss bei den meisten Plattformen in das föderierte Server-zu-Server-Protokoll, dass die Dienste des Fediverse tatsächlich miteinander verbindet.

Actors

Nutzer in ActivityPub werden von einem sogenannten Actor repräsentiert und besitzen jeweils eine eindeutige Adresse, bestehend aus einem Nutzernamen und der Domain der Heim-Instanz.

Wichtig ist hierbei, dass zwischen dem Fediverse-Handle z. B. @ und der eigentlichen Adresse (https://fedi.example/users/alice) unterschieden wird. Das Handle wird hierbei mehrheitlich mittels Webfinger zur URL aufgelöst. Technisch betrachtet werden Handles nicht in der ActivityPub-Spezifikation behandelt, da dort nur Actor-URLs erwähnt werden.

Ein Nutzer kann im Kontext von ActivityPub z. B. eine Person, eine Applikation, eine Gruppe, ein Service oder eine Organisation sein. Dazu heißt es in der Spezifikation:

ActivityPub does not dictate a specific relationship between „users“ and Actors; many configurations are possible. There may be multiple human users or organizations controlling an Actor, or likewise one human or organization may control multiple Actors. Similarly, an Actor may represent a piece of software, like a bot, or an automated process. More detailed „user“ modelling, for example linking together of Actors which are controlled by the same entity, or allowing one Actor to be presented through multiple alternate profiles or aspects, are at the discretion of the implementation.

In- und Outboxen

Jeder Actor verfügt über eine In- und eine Outbox. Die Inbox enthält die Nachrichten, die von außerhalb empfangen wurden, während die Outbox die zu sendenden Nachrichten enthält.

Wenn ein Nutzer einen neuen Beitrag absendet, landet dieser zunächst in der Outbox. Der Server sendet diese zu den Inboxen der Follower-Server.

Umgekehrt kommen eingehende Nachrichten anderer Instanzen in der Inbox des Nutzers an.

Follow und Accept

Damit ein Actor allerdings überhaupt entsprechende Nachrichten erhält, muss er mindestens einem anderen Actor folgen. Dies geschieht, indem er eine Follow-Activity an einen anderen Actor sendet. Der Remote-Server antwortet mit einer Accept-Activity, wenn er den Follow erlaubt.

Erst wenn der Ablauf erfolgreich abgeschlossen ist, gilt auf Protokollebene eine lokale Follow-Beziehung als etabliert. Nur dann beginnt der Server des Actors, neue Aktivitäten aus seiner Outbox an die Inbox des Followers zu pushen.

ActivityPub im Beispiel

Doch wie sehen die Operationen auf Protokollebene aus? Für den Fall, dass ein Nutzer einem anderen Nutzer folgen möchte, sendet seine Instanz eine Follow-Activity an die Inbox des Remote-Actors. In diesem Fall möchte Bob dem Nutzer Alice folgen:

POST https://fedi.example/users/alice/inbox
Content-Type: application/activity+json

{
  "@context": "https://www.w3.org/ns/activitystreams",
  "id": "https://social.example/users/bob/activities/follow-123",
  "type": "Follow",
  "actor": "https://social.example/users/bob",
  "object": "https://fedi.example/users/alice"
}

Was im Request nicht aufgeführt ist, aber faktisch zum Fediverse dazugehört, ist eine Signatur im Header:

Signature: keyId="https://social.example/users/bob#main-key",algorithm="rsa-sha256",headers="(request-target) host date digest",signature="..."

Unsignierte Requests werden von den meisten Plattformen grundsätzlich abgelehnt.

Mit der Follow-Activity ist allerdings noch keine Follow-Beziehung etabliert. Der Remote-Server entscheidet, ob die Anfrage genehmigt wird. Wenn ja, sendet er eine Accept-Activity zurück. Erst mit diesem Accept ist die Follow-Beziehung etabliert. In diesem Fall bestätigt Alice die Anfrage von Bob:

POST https://social.example/users/bob/inbox
Content-Type: application/activity+json

{
  "@context": "https://www.w3.org/ns/activitystreams",
  "id": "https://fedi.example/activities/accept-follow-123",
  "type": "Accept",
  "actor": "https://fedi.example/users/alice",
  "object": {
    "id": "https://social.example/users/bob/activities/follow-123",
    "type": "Follow",
    "actor": "https://social.example/users/bob",
    "object": "https://fedi.example/users/alice"
  }
}

Wenn der Nutzer nun einen Beitrag schreiben möchte, so erstellt er eine Create-Activity, die in die Outbox seiner Instanz gestellt wird. Von dort wird sie automatisch an die Follower verteilt. Im Beispiel setzt Alice einen Post ab:

POST https://fedi.example/users/alice/outbox
Content-Type: application/activity+json

{
  "@context": "https://www.w3.org/ns/activitystreams",
  "type": "Create",
  "actor": "https://fedi.example/users/alice",
  "object": {
    "type": "Note",
    "content": "Hello, world!",
    "to": ["https://www.w3.org/ns/activitystreams#Public"]
  }
}

Der Remote-Follower empfängt die Nachricht in seiner Inbox:

POST https://social.example/users/bob/inbox
Content-Type: application/activity+json

{
  "@context": "https://www.w3.org/ns/activitystreams",
  "id": "https://fedi.example/users/alice/activities/create-123",
  "type": "Create",
  "actor": "https://fedi.example/users/alice",
  "object": {
    "id": "https://fedi.example/users/alice/posts/123",
    "type": "Note",
    "content": "Hello, world!",
    "to": ["https://www.w3.org/ns/activitystreams#Public"]
  }
}

Daneben sind natürlich auch andere Interaktionen, wie Likes im Rahmen der Kommunikation, möglich.

Protokoll-Fragmentierung

Auf dem Papier wirkt ActivityPub wie der gemeinsame Nenner des Fediverse. Ein Datenmodell, ein Protokoll und damit die Aussicht auf echte Interoperabilität.

In der Praxis zeigt sich jedoch ein paradoxes Bild. Trotz des gleichen Protokolls sprechen viele Plattformen unterschiedliche Dialekte. Es entsteht kein kohärentes Gesamt­netzwerk, sondern mehrere nur locker miteinander gekoppelte Subsysteme.

Ein Kernproblem liegt in der Architektur des Standards selbst. ActivityPub basiert auf ActivityStreams 2.0, und dieses Format ist absichtlich sehr flexibel und erweiterbar gestaltet. Viele Felder sind optional, Semantiken bleiben offen und unbekannte Eigenschaften müssen laut Spezifikation ignoriert werden. Required-Attribute werden stattdessen nur sehr sparsam eingesetzt.

So können zwei Plattformen vollkommen korrekt behaupten, ActivityPub zu unterstützen, und dennoch kaum sinnvoll miteinander kommunizieren. Eine Plattform sendet Objekte mit Mastodon-Erweiterungen, eine andere erwartet strikteres JSON-LD, eine dritte ignoriert Felder, die für eine andere Plattform essenziell sind.

Besonders sichtbar wird das am Beispiel Mastodon. Die Plattform ist mit Abstand die größte ActivityPub-Implementierung und gleichzeitig eine, die den Standard nur teilweise umsetzt.

Die Client-to-Server-API fehlt weitgehend, mehrere Activity-Typen werden nicht unterstützt und bei der Account-Migration setzt Mastodon auf ein eigenes Verfahren. Umgekehrt verlangt Mastodon Dinge, die ActivityPub selbst nicht vorschreibt. Dazu gehören HTTP Signatures für alle Server-zu-Server-Anfragen, bestimmte JSON-LD-Kontexte und diverse Mastodon-spezifische Felder.

Mitglieder des Fediverse

Im Fediverse existieren zahlreiche Dienste mit unterschiedlichen Schwerpunkten. Viele davon sind bewusst als Alternative zu bekannten zentralen Plattformen konzipiert. Einige dieser Plattformen werden im Folgenden vorgestellt.

Mastodon

Mastodon ist die bekannteste und mit Abstand größte Plattform im Fediverse. Es handelt sich um einen freien Microblogging-Dienst, der Twitter bzw. X ähnelt. Nutzer können kurze Texte mit Bildern, Umfragen usw. veröffentlichen und anderen Nutzern folgen.

Mastodon wurde 2016 vom deutschen Entwickler Eugen Rochko gestartet und hat insbesondere nach der Übernahme von Twitter durch Elon Musk massiven Zulauf erhalten. So stieg die registrierte Nutzerzahl innerhalb weniger Wochen sprunghaft an.

Mastodon im Browser

Für den Nutzer bietet Mastodon drei Feed-Spalten: die Home-Timeline (Beiträge der Accounts, denen man folgt), eine lokale Timeline (alles, was auf der eigenen Instanz gepostet wird) und die föderierte Timeline, die öffentliche Posts aus allen verbundenen Instanzen zeigt.

Mastodon selbst ist quelloffene Software unter der AGPLv3 und wird mittlerweile von der Mastodon gGmbH weiterentwickelt, finanziert u. a. durch Spenden. Technisch basiert die Plattform auf Ruby on Rails und React.

Lemmy

Für textbasierte Diskussionen, Linksharing und Community-Foren gibt es im Fediverse Lemmy. Dieses Projekt startete 2019 und ist ein freies, selbsthostbares Foren- und Link-Aggregator-System, das bewusst als Alternative zu Reddit entworfen wurde.

Eine Lemmy-Instanz

Inhalte werden in thematischen Unterforen, sogenannten Communitys, eingestellt. Andere Nutzer können Beiträge und Kommentare hoch- oder runterstimmen, und es gibt Diskussionsthreads.

Lemmy hat durch die Reddit-Turbulenzen einen Schub an Nutzern erfahren. Während es Anfang 2023 noch unter hundert Lemmy-Instanzen gab, wuchs die Zahl bis Juli 2023 auf über 1.500 an, mit rund 66.000 aktiven Nutzern pro Monat.

Manche großen Reddit-Communities haben Lemmy-Ableger gegründet, um eine zensurresistente, gemeinschaftskontrollierte Alternative in der Hinterhand zu haben. Trotz dieses Wachstums steht Lemmy noch am Anfang. Die in Rust geschriebene Software wird aktiv weiterentwickelt und ist unter der AGPL lizenziert.

Pixelfed

Pixelfed ist konzeptionell eine dezentrale Alternative zu Instagram. Die Plattform ging Ende 2018 an den Start und ermöglicht das Teilen von Fotos, Alben und Storys.

Pixelfed erinnert in seiner Oberfläche stark an Instagram. Es gibt einen Feed mit den Beiträgen der verfolgten Accounts, Bilder können gelikt, Hashtags genutzt, Fotos mit Ortsangaben versehen und Storys gepostet werden.

Pixelfed ist ebenfalls quelloffen und unter der AGPL lizenziert und wird vom Entwickler Daniel Supernault verantwortet. Technisch basiert es auf PHP und Laravel.

PeerTube

PeerTube ist das Fediverse-Pendant zu YouTube. Es wurde ab 2017 vom französischen Non-Profit-Verein Framasoft entwickelt, um eine Alternative zu zentralisierten Videoportalen wie YouTube, Vimeo oder Dailymotion zu bieten.

Die PeerTube-Instanz der Blender Foundation

Technisch setzt PeerTube auf ActivityPub und ergänzt es um Peer-to-Peer-Technologie, um die Belastung einzelner Server bei populären Videos zu reduzieren.

Es erfreut sich insbesondere in Europa zunehmender Beliebtheit bei öffentlichen Einrichtungen und der Open-Source-Community. Daneben nutzen einige Content Creator PeerTube als werbefreie, datenschutzfreundliche Ergänzung zu YouTube.

PeerTube hat auch institutionelle Adoption erreicht. Der Europäische Datenschutzbeauftragte betrieb das Portal EU Video auf PeerTube-Basis im Rahmen einer Pilotphase, nach deren Ende der Betrieb erst einmal nicht fortgesetzt wurde.

PeerTube ist freie Software und unter der AGPL lizenziert. Technisch setzt PeerTube auf TypeScript, mit einem Node.js-Backend und einem Angular-Frontend.

Mobilizon

Bei Mobilizon handelt es sich um eine Plattform für die Organisation von Veranstaltungen und Gruppen und stellt damit das Fediverse-Pendant zu Facebook Events oder Meetup.com dar.

Mobilizon wurde ebenfalls von Framasoft initiiert und im Oktober 2020 in Version 1.0 veröffentlicht. Die Idee dahinter war, zivilgesellschaftlichen Gruppen, Vereinen oder einfach Freundeskreisen ein Werkzeug zu geben, um Veranstaltungen zu erstellen, Teilnehmer einzuladen und sich zu koordinieren.

Die Software ist in der Programmiersprache Elixir geschrieben und nutzt als Frontend das JavaScript-Framework Vue.js. Es ist unter der AGPL lizenziert und damit freie Software.

Friendica

Friendica gehört zu den ältesten Föderations-Plattformen und besticht durch eine breite Protokollunterstützung im Fediverse. Gestartet bereits 2010 unter dem Namen Mistpark, war Friendica lange vor ActivityPub verfügbar und unterstützt bis heute mehrere Protokolle parallel.

Friendica kann als eine Art föderiertes soziales Netzwerk à la Facebook betrachtet werden. Es bietet klassische Social-Media-Funktionen, einen Nachrichtenstream, Freunde/Follow-System, Kommentare, Gruppen, Direktnachrichten und Fotoalben.

Friendica-Server können sich einerseits untereinander verbinden, andererseits aber auch Inhalte und Kontakte von externen Netzwerken einbinden. So lassen sich in einem Friendica-Account Kontakte von Diaspora, GNU social und seit einiger Zeit auch ActivityPub-Diensten wie Mastodon oder Pixelfed integrieren.

Friendica ist ebenfalls freie Software unter der AGPL und wird von einer Community entwickelt. Als selbst gehostete Lösung ist es relativ anspruchslos und kann auch auf kleinen Webservern betrieben werden.

Sonstige Dienste

Neben den bekannten Schwergewichten existiert im Fediverse eine ganze Reihe weiterer Dienste, die jeweils eigene Nischen adressieren.

So sieht sich Funkwhale etwa als föderiertes Pendant zu SoundCloud, Castopod als moderne Podcast-Hosting-Plattform, WriteFreely als Blogging-Plattform oder BookWyrm als soziale Heimat für Leser, vergleichbar mit Goodreads.

Fediverse in der Praxis

In der praktischen Nutzung des Fediverse stößt der Nutzer auf eine Reihe von Eigenheiten und Mechanismen, die sich von klassischen, zentralisierten Plattformen unterscheiden und daher besondere Aufmerksamkeit verdienen.

Instanzauswahl

Die Wahl einer Instanz wirkt auf den ersten Blick wie die Entscheidung für einen E-Mail-Provider. So sorgt die Föderation schließlich dafür, dass Dienste miteinander sprechen können. Doch in der Praxis hängt die Nutzung stark davon ab, wo man sich niederlässt.

Jede Instanz bringt ihre eigene Kultur, Moderationsregeln und technischen Rahmenbedingungen mit. Diese Unterschiede prägen den Alltag deutlicher als neue Nutzer es oft erwarten.

Besonders relevant ist der Fokus auf die Community. Ob Microblogging, Fotoplattform, Wissenschaft, Gaming oder Bücher. Praktisch für jeden sozialen Mikrokosmos existiert eine passende Instanz im Fediverse.

Die Instanzgröße verändert das Nutzungserlebnis spürbar. Kleine Knoten liefern Nähe und kurze Wege zur Moderation, mittlere Instanzen eine gute Balance, große Instanzen hohe Aktivität, aber auch mehr Rauschen.

Auch die technischen Parameter bestimmen die Alltagstauglichkeit. Von Uptime, Serverlast über Softwarestand und der Frage, welche externen Instanzen blockiert oder eingeschränkt werden. All das bestimmt, welche Inhalte sichtbar werden und welche außen vor bleiben.

Ein oft unterschätzter Punkt ist die finanzielle und organisatorische Nachhaltigkeit. Viele Instanzen werden ehrenamtlich betrieben; wenn Administratoren aussteigen oder Kosten steigen, kann ein Server verschwinden. Verschwindet die Instanz, auf der der eigene Account liegt, gehen sämtliche Daten verloren und sind nicht mehr abrufbar.

Hier sind in der Theorie Protokolle wie Zot bzw. Nomad im Vorteil, die nomadische Identitäten ermöglichen und nicht an eine einzelne Instanz gebunden sind.

Praktische Helfer, wie Fedi.Garden, Instances.social oder die Join-Fediverse-Guides z. B. joinfediverse.wiki erleichtern die Orientierung, ersetzen aber nicht den Blick auf Community, Governance und technische Basis einer Instanz.

Account-Migration

Je nach Plattform gestaltet sich die Account-Migration auf den Fediverse-Plattformen schwierig. So sind bestimmte Dinge semi-automatisiert, wie die Followerübertragung bei Mastodon, während Inhalte wie Posts nicht automatisch übertragen werden.

Die zentrale Limitierung bleibt die providergebundene Identität. ActivityPub verankert Identitäten in URIs, die den jeweiligen Server-Hostnamen enthalten. Damit sind Identitäten praktisch nicht portabel.

Bei einem Serverwechsel bleiben die historischen Post-URLs an die alte Instanz gebunden. Externe Links und Einbettungen verweisen weiterhin auf den alten Host und werden unbrauchbar, sobald dieser verschwindet. Modelle wie Bring-Your-Own-Domain oder W3C-DIDs könnten dieses Problem theoretisch lösen, existieren aber praktisch in keiner größeren Implementierung.

Fazit

Das Fediverse ist längst kein experimentelles Nischenprojekt mehr, sondern die bislang reifste Alternative zu zentralisierten Social-Media-Plattformen.

Die Stärken sind funktionierende Dezentralisierung, Community-Governance, Open-Source-Innovation und ein Rückzugsort jenseits kommerzieller Plattformlogiken.

Gleichzeitig bleiben die offenen Fragen erheblich. Finanzielle Nachhaltigkeit, Skalierbarkeit, moderationsfähige Strukturen bei Wachstum und echte Widerstandsfähigkeit gegenüber kommerzieller Vereinnahmung.

Aktuelle Forschung zeigt zudem nüchtern, dass die Idealvorstellung radikaler Dezentralität in der Praxis stark relativiert wird. Die Mehrheit der aktiven Nutzer konzentriert sich auf wenige große Instanzen, und mit Threads drängt erneut ein Player mit deutlicher Dominanz ins offene Ökosystem.

Auch klassische Lock-ins bestehen fort, etwa die fehlende Post-Migration oder eingeschränkte Interoperabilität zwischen Implementierungen.

Ob das Fediverse sich langfristig etabliert, hängt von einigen Faktoren ab: belastbare öffentliche Förderung, institutionelle Adoption durch Verwaltungen, Medien und Wissenschaft, Skalierung und Verschlüsselung sowie Governance-Modelle, die Koordination ermöglichen, ohne zentrale Kontrolle.

Ebenso zentral ist eine gesunde, einladende Community-Kultur, die bei weiterem Wachstum nicht verloren gehen darf.

Letztlich bleibt das Fediverse eine der spannendsten Entwicklungen des modernen Webs. Es erinnert an die frühen Ideale des Internets; offen, föderiert, interoperabel und zeigt, dass Alternativen zu den klassischen Monopolplattformen tatsächlich funktionieren können.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf Golem.de und ist hier in einer alternativen Variante zu finden.

Matter im Überblick

Im Laufe der letzten Jahre und Jahrzehnte sind einige Smart Home-Standards auf den Markt gekommen. Mit Matter ist nun ein neuer Standard angetreten, welcher den Smart Home-Markt aufrollen möchte.

Doch abseits der für den Endnutzer gedachten Versprechen, welche Vorteile er bringen soll, wird erstaunlich wenig über die technischen Hintergründe gesprochen.

Allerdings helfen diese Hintergründe Matter und seine Möglichkeiten zu verstehen. In diesem Artikel sollen die Hintergründe von Matter beleuchtet und gezeigt werden, wie Matter abseits der Marketingversprechen funktioniert.

Bestehende Standards

Matter ist beileibe nicht der erste Standard, welcher sich mit dem Thema Smart Home beschäftigt. Vor ihm gab und gibt es Standards wie Z-Wave, EnOcean und Zigbee. Letzterer spielt bei Matter organisatorisch eine besondere Rolle.

Je nach Standard werden unterschiedlichste Technologien und Funksysteme genutzt, wie das vermaschte Netzwerk, welches Z-Wave-Geräte untereinander aufbauen.

Das Problem an diesen Systemen ist, dass sie meist zueinander inkompatibel sind. Über Lösungen wie Home Assistant oder Homee können diese unterschiedlichen Systeme zur Zusammenarbeit gebracht werden.

Allerdings wird auch hier in vielen Fällen nur eine begrenzte Anzahl an Hardware unterstützt. Eine allumfassende Lösung stellt dies meist nicht dar.

Auch ins heimische Funknetz eingebundene Geräte werden gerne für die Smart Home-Anwendungen genutzt, welche auch durch ihren günstigen Preis bestechen können.

Aus Sicht von Entwickler sind unterschiedlichste Standards ein Problem. Je nach Firmengröße kann sich nur für einen Standard entschieden werden, da zusätzlich zu unterstützende Standards mehr Entwicklungsaufwand und damit am Ende mehr Kosten bedeuten.

Daneben sind die unterschiedlichen Standards zwar mehr oder weniger gleichwertig, allerdings gibt es eine gewisse Fragmentierung bei den Geräteklassen, so sind Leuchtmittel vorwiegend mit dem Zigbee-Standard verheiratet oder werden über teils obskure Wi-Fi-Lösungen angebunden.

Zwar existieren auch Beleuchtungslösungen für Z-Wave, allerdings sind diese in ihrer Auswahl beschränkt und der Preis ist in vielen Fällen höher als bei den Zigbee-Varianten.

Es gibt es Hersteller, welche mehrere Systeme unterstützen und die gleichen Produkte wie schaltbare Steckdosen in unterschiedlichen Varianten, je nach Smart Home-System, anbieten.

Für den Kunden bedeutet diese Auswahl und die damit verbundenen Probleme wie die Berücksichtigung der Kompatibilität, dass er meist zögerlich zu Smart Home-Produkten greift. Aus Sicht der Hersteller und der Kunden ist dies eine suboptimale Situation: voneinander abgeschirmte Ökosysteme und Geräte, die nur unter Umständen miteinander genutzt werden können.

Smart Home-Markt

Für das Jahr 2022 wird von einem Umsatz im Smart Home-Markt von über einhundert Milliarden Euro ausgegangen.

Allerdings bedingt durch die Fragmentierung des Marktes, entspricht dieser Umsatz nicht dem, der vor einigen Jahren erwartet wurde. So wurde unter anderem von einer höheren Durchdringung des Marktes ausgegangen.

Aktuell nutzen knapp 15 % aller Haushalte, weltweit gesehen, Smart Home-Technik in ihrem Haus oder ihrer Wohnung. Bedingt durch die Vorteile, welche Matter bieten soll und die damit einhergehende Vereinheitlichung, soll dem Smart Home-Markt neues Leben eingehaucht werden.

Das Matter-Versprechen

Matter will die bestehenden Probleme anderer Standards lösen. Der Standard sieht sich als Smart Home-Interoperabilitätsprotokoll und definiert sich als Anwendungsschicht, welche existierende Protokolle wie Thread und Wi-Fi nutzt, um seine Aufgabe, eine Smart Home-Umgebung darzustellen und zu verwalten, zu erfüllen.

Im Grundsatz geht es darum, dass der neue Standard unabhängig von den einzelnen Herstellern sein soll. Auch soll es jedem Hersteller von Hardware möglich sein, den neuen Standard zu implementieren.

Dem Endnutzer wird die Kompatibilität, aller Matter-Geräte untereinander, versprochen. Daneben soll in Zukunft auf proprietäre Bridges und Hubs, welche zur Anbindung bestimmter Systeme genutzt werden, verzichtet werden können.

Eine weitere wichtige Eigenschaft von Matter ist, dass die Steuerung zwar in der Theorie an Cloud-Systeme angebunden werden kann, aber immer lokal funktionieren muss.

Aus Sicht des Datenschutzes und der Betriebssicherheit ist dies eine erfreuliche Entwicklung, da Steuersignale nun nicht mehr die halbe Welt umrunden müssen, bevor sie wieder im eigenen Zuhause ankommen. Auch die Zuverlässigkeit stärkt dies in der Theorie, da auch beim Wegfall der Internetverbindung das eigene Smart Home noch funktioniert.

Für die Einrichtung von Matter-Geräten werden nicht mehr unbedingt die Third-Party-Apps der jeweiligen Hersteller benötigt, sondern diese können zentral über Apps z. B. der Home-App unter iOS hinzugefügt werden.

Connectivity Standards Alliance

Organisatorisch wird der Matter-Standard von der Connectivity Standards Alliance (CSA) betreut. Diese ging aus der Zigbee Alliance, welche 2002 gegründet wurde, hervor, welche sich für den gleichnamigen Zigbee-Standard verantwortlich zeichnet.

Mittlerweile sind über 500 Firmen unter dem Dach der Connectivity Standards Alliance vereint. Dazu gehören Unternehmen wie Amazon, Apple, Comcast, Google, IKEA, Infineon, LG, Nordic Semiconductor und Samsung.

Von der Idee zum Standard

Erste Lebenszeichen des Matter-Standards gab es im Dezember 2019. Damals kündigten unter anderem Amazon, Apple und Samsung sowie die Zigbee Aliance an, dass eine Zusammenarbeit für das Projekt Connected Home over IP beschlossen wurde.

Knapp anderthalb Jahre nach der ersten Ankündigung wurde aus Connected Home over IP schließlich Matter. Im gleichen Zuge wurde durch eine Umbenennung aus der Zigbee Alliance die Connectivity Standards Alliance.

Nach etwa drei Jahren Zeit der Planung und Entwicklung erschien im Oktober 2022 mit der Version 1.0 die erste Iteration des Standards. Hier wurden neben der eigentlichen Standardbeschreibung unterschiedliche Produktkategorien wie Beleuchtungslösungen, Sicherheitssensorik, Thermostate, Türschlösser und einige andere spezifiziert.

Während der Entwicklung gab es bedingt durch Faktoren wie die Coronapandemie und Verzögerungen bei den Gerätetests einige Verschiebungen, welche dann schlussendlich zum Veröffentlichungstermin im Oktober 2022 führten. Im November 2022 wurde Matter offiziell auf einem Launch-Event in Amsterdam vorgestellt.

In der nächsten Iteration des Standards, der Version 2.0, welche im März bzw. April 2024 erscheinen soll, sollen unter anderem die unterstützten Geräte um Klassen wie Staubsauger-Roboter, Rauchmelder, Kameras und einige andere erweitert werden.

Architektur

Aus architektonischer Sicht betrachtet ist Matter ein Applikationsprotokoll, welches auf bestehenden Technologien aufsetzt. Grundlage für das Matter-Protokoll bildet IPv6.

Matter setzt als Applikationsprotokoll auf vorhandenen Technologien auf

Der Matter-Protokollstack selbst besteht aus unterschiedlichsten Schichten, welche jeweils bestimmte fachliche Anforderungen erfüllen.

Die Schichten des Matter-Protokollstack

Die Anwendungsschicht (Application Layer) innerhalb des Matter-Protokollstacks implementiert die dem Gerät eigene Businesslogik. Im Falle einer schaltbaren Steckdose wäre dies die Logik, um das Gerät ein- und auszuschalten. Aktionen in der Anwendungsschicht führen zur Änderung im Datenmodell (Data Model).

Im Datenmodell werden die Daten für das entsprechende Gerät gehalten, z. B. ob das Gerät aktuell angeschaltet ist oder bei einem Leuchtmittel, die aktuell ausgewählte Leuchtfarbe.

Für die Interaktion von Außen werden im Interaction Model bestimmte Interaktionen definiert, welche von Außen geschrieben oder gelesen werden können. Eine solche Interaktion löst dann eine Logik in der Anwendungsschicht des Gerätes aus, um die entsprechenden Aktionen auszulösen.

Über das Interaction Modell kann eine Aktion definiert werden und über die Action Framing-Schicht wird sie schließlich in ein binäres Format serialisiert und dieses an die Security-Schicht übergeben.

In dieser wird die Nachricht verschlüsselt und ein Message Authentication Code angehangen. Damit soll sichergestellt werden, dass die Daten sicher und verschlüsselt zwischen den Instanzen bzw. Geräten übertragen werden.

Damit sind die Daten für die Nachricht serialisiert, verschlüsselt und kryptografisch signiert und werden an die Message Framing-Schicht übergeben, in welcher die endgültige Payload, welche schlussendlich über das Netzwerk verschickt wird, erzeugt wird. In Rahmen dieses Prozesses werden Headerfelder ergänzt, welche unter anderem Routing-Informationen enthalten können.

Anschließend wird das Ganze an die Transportschicht übergeben und findet so seinen Weg durch das Netzwerk, bis es beim definierten Empfänger ankommt. Dort angekommen wird der Matter-Protokollstack in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen, bis schlussendlich wieder die eigentliche Nachricht in der Anwendungsschicht verarbeitet werden kann.

Fabric, Nodes und Controller

Im Matter-Standard werden einige Begriffe definiert, deren Wissen um die Bedeutung ein Verständnis des Standards erleichtert.

Ein zentraler Begriff im Matter-Standard ist die Fabric. Bei einer Fabric handelt es sich um einen logischen Verbund von Knoten (Nodes), welche eine gemeinsame Vertrauensbasis (Common Root of Trust) und einen gemeinsamen verteilten Konfigurationsstatus besitzen.

Ein Knoten (Node) ist im Matter-Standard definiert als eine Entität, welche den Matter Protokollstack unterstützt und nach der Kommissionierung über eine Operational Node ID und Node Operational Credentials verfügt.

Eine schaltbare Steckdose

Dabei ist ein Node nicht unbedingt gleichzusetzen mit einem Gerät. Ein Gerät, wie eine schaltbare Steckdose kann in der Theorie mehrere Knoten beinhalten, welche wiederum zu mehreren Fabrics gehören können.

Daneben gibt es im Matter-Standard den Begriff des Controllers. Dieser ist definiert als ein Matter-Knoten, welcher die Berechtigung hat einen oder mehrere Knoten zu kontrollieren. Dies kann z. B. das Smart Home-System sein oder ein iPhone mit der entsprechenden Home-App. Matter unterstützt per Design unterschiedlichste Controller in einem Matter-Netzwerk. Dieses Feature wird als Multi-Admin bezeichnet.

Kerntechnologien

Für Matter-Netzwerke, sind einige Kerntechnologien definiert, welche im Rahmen des Standards genutzt werden.

Für die Kommunikation der Geräte untereinander wird Wi-Fi, Ethernet oder Thread benutzt, für die Kommissionierung Bluetooth LE.

Bluetooth LE

Bluetooth LE wird im Matter-Standard genutzt, allerdings nicht für die Kommunikation der Geräte untereinander. Stattdessen wird Bluetooth LE für Kommissionierung (commission, im Matter-Standard) der Geräte genutzt.

Nach der Definition des Matter-Standards wird bei der Kommissionierung ein Node in die Fabric eingebracht, also das Gerät dem Matter-Netzwerk hinzugefügt.

Im Rahmen dessen werden die Zugangsdaten des Netzwerkes und andere für die Kommissionierung benötigten Informationen auf das Gerät übertragen.

Im Anwendungsfall würde dies so aussehen, dass der Nutzer einen QR-Code scannt, welcher die Informationen über das Gerät enthält und anschließend die Kommissionierung mittels Bluetooth LE durchgeführt wird.

Diese Informationen müssen nicht unbedingt als QR-Code geliefert werden. In der Theorie kann auch NFC als Technologie benutzt werden oder die enthaltenen Informationen einfach als kodierte Zeichenkette auf dem Gerät aufgedruckt sein oder dem Handbuch beiliegen.

Dies ermöglicht eine einfache Konfiguration und Einbindung der Geräte aus Sicht des Endbenutzers. Ist die Kommissionierung abgeschlossen und das Gerät damit in das Matter-Netzwerk eingebunden, nutzt das Gerät Bluetooth LE nicht mehr.

Anbindung der Smart Home-Geräte

In den meisten praxisnahen Fällen wird die Anbindung von Geräten meist auf die Anbindung per Thread und Wi-Fi hinauslaufen. Bei Wi-Fi im Heimbereich sind alle Geräte mehrheitlich mit einem Access Point verbunden. Bei Thread hingegen handelt es sich um ein vermaschtes Netz, welche über Border-Router mit dem Rest des Netzwerkes verbunden ist.

Thread

In einem Smart Home sind eine Reihe von Aktoren, wie schaltbare Steckdosen und Ähnliches verbaut. Daneben gibt es dann noch Sensorik, z. B. in Form von Temperatur- und Bewegungssensoren.

Sensoren, wie Temperatur oder Bewegungssensoren, laufen mehrheitlich mit Batteriestrom und eignen sich damit nicht für energieintensive Techniken wie Wi-Fi, um ihre Daten von A nach B zu transportieren.

Ein batteriebetriebener Sensor

Hier kommt das Protokoll Thread ins Spiel. Dieses ist darauf ausgelegt, Geräte miteinander zu verbinden, welche eine geringe Datenrate benötigen und möglichst wenig Energie verbrauchen sollen. Das Protokoll besticht durch sein simples Design und ermöglicht geringe Latenzen.

Das Netzwerkprotokoll Thread versteht sich als selbstheilendes Mesh-Netzwerk. Ein Designziel war es unter anderem, dass es keinen Single Point of Failure in einem solchen Netzwerk geben soll, die Übertragung zuverlässig und die Reichweite durch das Routing innerhalb des Thread-Netzwerkes gegeben ist.

Im Rahmen von Matter sollen hunderte bis tausende Produkte über Thread in einem Netzwerk unterstützt werden.

Entwickelt wird das Protokoll seit 2014 von der Thread Group welcher unter anderem ARM Limited, Nest Labs, Samsung und Qualcomm angehören. Die Entwicklung ist seit dem nicht stehen geblieben und so wurden mit Thread 1.3 Funktionalitäten wie vollumfängliches IP-Routing und Service-Discovery hinzugefügt. Diese Funktionalitäten werden für die Nutzung von Thread im Zusammenhang mit Matter benötigt.

Thread setzt auf IEEE 802.15.4 auf, bei welchem es sich um ein Standard für kabellose Netzwerke mit geringen Datenraten handelt. In IEEE 802.15.4 ist die Bitübertragungsschicht (Physical Layer) und die Data-Link-Schicht definiert.

Neben Thread setzt unter anderem auch Zigbee auf IEEE 802.15.4 auf, was ein Update solcher Geräte, hin zu Thread, perspektivisch möglich macht.

Das OSI-Modell

Darüberliegende Schichten, welche z. B. das Routing übernehmen können, müssen dann von anderen Protokollen übernommen werden. An dieser Stelle setzt Thread ein.

Per Thread angebundene Geräte können per IPv6 adressiert werden. Wichtig ist es festzuhalten, dass es sich bei Thread nicht um Matter handelt, sondern Thread ein eigenständiges Funkprotokoll ist, welches wie Wi-Fi der Anwendungsschicht agnostisch gegenübersteht.

Rollenspiele

Bei Thread kann jedes Gerät unterschiedliche Rollen annehmen. So gibt es in einem Thread-Netzwerk, einen Leader, einen oder mehrere Router und die Rolle des Endgerätes.

Jedem Gerät wird mindestens die Rolle des Endgeräts zugewiesen. Das sind solche Geräte, welche einen Befehl in Form eines Datenpaketes erhalten, um diesen auszuführen.

Ein Leader ist eine Rolle, welche nur einmal vergeben wird. Dieser koordiniert das Thread-Netzwerk. Fällt ein Leader aus, so wird automatisch ein neuer Leader bestimmt. Dazu ist es notwendig, dass jederzeit andere Geräte für den bestehenden Leader einspringen können. Die Zustandsinformationen müssen also im Netzwerk aktuell gehalten werden.

Router, leiten Datenpakete im Thread-Netzwerk weiter. Diese Rolle wird dynamisch von den jeweiligen Geräten aktiviert bzw. wieder deaktiviert, wenn z. B. zu viele Router in der Umgebung unterwegs sind. Daneben bieten die Router Funktionalität, wie Security Services, für andere Geräte, die dem Netzwerk beitreten wollen.

Normalerweise nehmen Thread-Geräte nur die Rolle als Endgerät wahr. Wird mehr Reichweite im Netzwerk benötigt, werden einige dieser Geräte automatisch Router in diesem. Das passiert z. B. dann, wenn ein Endgerät keinen Router findet, aber ein Endgerät in der Theorie eine solche Rolle einnehmen kann.

Auf der anderen Seite funktioniert dies auch, wenn sich zu viele Router in einem Bereich befinden und damit zu viel Redundanz vorhanden ist. In diesem Fall stufen sich Geräte in wieder zurück und geben die Router-Rolle auf. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn ein Gerät nur noch mit anderen Geräten verbunden ist, welche ebenfalls die Router-Rolle wahrnehmen.

Damit ist das Routerkonzept, im Gegensatz zu Technologien wie Bluetooth Mesh oder Zigbee dynamisch.

FTDs und MTDs

Thread kennt unterschiedliche Typen von Geräten. Einerseits gibt es sogenannte Full Thread Devices (FTD) und sogenannte Minimal Thread Devices (MTD).

Bei den FTDs handelt es sich um autonome Geräte im Thread-Netzwerk, welche Rollen, jenseits der Endgeräte-Rolle, wahrnehmen. Im Normalfall haben diese Geräte entsprechende Hardwareressourcen, wie genügend Speicher et cetera. Im Gegensatz zu den MTDs sind FTDs immer mit dem Thread-Netzwerk verbunden. Infolgedessen sind FTDs meist solche Geräte, welche direkt am Stromnetz angeschlossen sind.

Ein einfaches Thread-Netzwerk

MTDs hingegen sind für solche Geräte gedacht, welche größtenteils über eine Batterie betrieben werden. In diese Kategorien fallen Geräte wie Sensoren und Ähnliche. Diese müssen mit ihren Ressourcen entsprechend haushalten. Sie treten deswegen nur sporadisch mit dem Thread-Netzwerk in Kontakt und befinden sich den Großteil ihrer Betriebszeit im Schlafmodus.

MTDs senden alle ihre Nachrichten zu einem sogenannten Parent-Device und nehmen nur die Rolle als Endgerät im Thread-Netzwerk wahr.

Border-Router

Da im Rahmen von Matter Informationen aus dem Thread-Netzwerk heraus in den Rest des Netzwerkes gelangen müssen, werden hier wieder Router, sogenannte Border-Router benötigt. Diese routen die Informationen aus und in das Thread-Netzwerk.

Im Gegensatz zu anderen Systemen unterstützt Thread mehrere Border-Router, um auch hier wieder einen Single Point of Failure zu vermeiden. Die Funktionalität solcher Border-Router wird und kann von unterschiedlichsten Geräten wahrgenommen werden. Beispiele für solche Geräte sind z. B. Alexa-Geräte oder der HomePod mini von Apple.

Während bei Bridges eine Übersetzung der jeweiligen Daten vorgenommen wird, damit sie vom anderen System verstanden werden, werden bei den Border-Routern nur die entsprechenden Daten vom Thread-Netzwerk in das andere Netzwerk geroutet. Eine Übersetzung derselben findet nicht statt.

Wi-Fi

Neben Thread können Geräte im Matter-Standard auch über Wi-Fi eingebunden werden. Als Übertragungstechnik bietet sich Wi-Fi für Smart Home-Geräte an, welche eine höhere Bandbreite benötigen und meist auch über ein entsprechendes Energiebudget verfügen und zumeist direkt an das Stromnetz angeschlossen sind.

In diese Kategorie fallen unter anderem Videokameras und Türklingeln mit Videoverbindung. Allerdings ist Wi-Fi bzw. ein einzelner Access Point nicht unbedingt dafür gedacht, eine große Menge an Geräten gleichzeitig zu bedienen.

Mit Wi-Fi 6 sind Verbesserungen eingeflossen, um mehr Geräten in einem Netzwerk entsprechende Daten simultan senden zu können, sodass die Nutzung für Smart Home-Geräte auch hier in Zukunft sinnvoller ist.

Distributed Compliance Ledger

Ein interessantes Detail an Matter ist der Distributed Compliance Ledger. In dieser verteilten Datenbank bzw. Blockchain befinden sich kryptografisch abgesicherte Daten über die Geräteherkunft, den Status der Zertifizierung sowie wichtige Einrichtungs- und Betriebsparameter.

Eingesehen werden kann die Datenbank unter anderem über eine entsprechende Weboberfläche. Die verwendete Software dafür kann auf GitHub ebenfalls eingesehen werden.

Gelesen werden kann die Datenbank von jedermann während Schreibzugriffe nur Herstellern im Rahmen ihrer Produkte gestattet sind.

In dieser Datenbank, können Hersteller von Produkten Informationen über diese hinterlegen, damit sie von jedermann gelesen werden können. Auch die Ergebnisse von Compliance Tests werden in diese Datenbank geschrieben. Dasselbe gilt für die Compliance Confirmation der CSA.

Für den Nutzer wird der Distributed Compliance Ledger interessant, um zu erfahren, ob ein Gerät als mit dem Standard konform zertifiziert wurde oder um Modellinformationen wie Firmware- und Hardware-Versionen auszulesen. Auch Zertifikate können über die Datenbank bezogen werden, um lokale Zertifikate zu überprüfen.

Die Netzwerktopologie des Distributed Compliance Ledger

Im Kontext des Ledgers existieren unterschiedliche Knoten. Einer dieser Knoten sind Validator-Knoten welche eine komplette Kopie der Datenbank vorhalten. Nicht jeder Knoten kann ein Validator-Knoten sein, er benötigt hierfür eine Erlaubnis. Auch die Anzahl der Validator-Knoten sollte beschränkt sein.

Ein weiterer Knoten ist der Observer-Knoten. Auch dieser enthält eine komplette Kopie der Datenbank und jeder darf einen solchen Observer-Knoten aufsetzen. Daneben existieren noch andere Knoten wie Sentry-Knoten, welche vor Validator-Knoten stehen können und ein Weg des DDoS-Schutzes sind.

Der Client kann sich nun mit einem dieser Knoten verbinden und die benötigten Informationen erfragen. Die Responses sind kryptografisch abgesichert, sodass es keine Rolle spielt, ob sie von einem Observer– oder einem Validator-Knoten kommen.

Technisch setzt das System auf Tendermint bzw. dem Cosmos SDK auf, welches ein Framework für Blockchains zur Verfügung stellt.

Unterstützung

Matter an sich ist noch ein relativ junger Standard und im Moment ist es noch schwierig kompatible Geräte zu finden, auch wenn teilweise schon Updates und Geräte ausgeliefert worden sind. Dies betrifft z. B. einige Geräte von Eve Systems oder Produkte von Nanoleaf mit Matter-Unterstützung.

Interessant ist die Unterstützung auch vonseiten der Betriebssystemanbieter für mobile Systeme, wie iOS und Android. Mit iOS 16.1 lieferte Apple die Unterstützung für Matter aus. Bei Android lieferte Android 13 die ersten Integrationen für Matter.

Auch Smart Speaker wie die Alexa-Serie von Amazon unterstützen mittlerweile Matter, so wurden bereits Updates für einige Modelle ausgerollt, weitere Modelle sollen Anfang 2023 folgen. Einige Geräte fungieren dann auch als Thread-Border-Router und ermöglichen so die Integration von Smart Home-Geräten. Das Gleiche gilt für HomePod minis und den Apple TV 4K, welche ebenfalls Thread unterstützten.

Auch auf Produktseite fangen immer mehr Hersteller an Support für Matter in ihre Produkte einzubauen, so können Entwickler z. B. mit den Philips Hue-Hubs und Geräten in Verbindung mit Matter erste Tests durchführen.

Lizenz

Wer sich Matter anschauen möchte, kann sich die Spezifikation herunterladen, nachdem einige Daten bei CSA hinterlegt worden sind. Ein frei verfügbarer Download existiert nicht.

Ähnlich sieht es auch beim Thread-Standard aus. Hier werden auch entsprechende Hinweise in der E-Mail gegeben:

Please also note, as per the Thread 1.1 Specification EULA, you are prohibited from sharing the document.

Grundsätzlich handelt es sich bei Matter um einen proprietären Standard, der genutzt werden kann, nachdem eine Zertifizierung durchgeführt und die Mitgliedsgebühren für die Connectivity Standards Alliance gezahlt wurden. Offizieller Quellcode rund um Matter ist auf GitHub zu finden und unter der Apache-Lizenz lizenziert.

Problematisch wird das Lizenzierungsmodell des Matter-Standards für GPL-Software, bedingt durch die jährlich zu leistenden Zahlungen an die Connectivity Standards Alliance, welche mit der GPL nicht vereinbar sind.

Migration auf Matter

Interessant wird es auch, wenn ein bestehendes Smart Home auf Matter umgerüstet werden soll. In einem solchen Fall sind bereits Systeme wie Zigbee oder Z-Wave installiert und die Frage stellt sich, wie diese Systeme umgestellt werden können.

Der einfachste Weg wäre es natürlich alle bestehenden Altgeräte auszubauen und anschließend neue kompatible Matter-Geräte einzubauen. Dies wird, ist den meisten Fällen aus Kostengründen und mangels fehlender Praktikabilität kein Weg sein, der gegangen werden kann.

Im Matter-Standard selbst sind für diesen Fall Bridges vorgesehen, mit welchen diese „Altsysteme“ angebunden werden können. Ein Bridge definiert sich im Matter-Standard dadurch, dass sie ein Matter-Knoten darstellen, welcher eines oder mehrere Nicht-Matter-Geräte darstellt.

Ein komplexes Matter-Netzwerk

Über solche Bridges können schlussendlich bestehende Netzwerke eingebunden werden. Daneben lassen sich einige Produkte, welche z. B. Hardware nach dem 802.15.4-Standard verbaut haben oder aber bereits Thread unterstützen per Softwareupdate so upgraden, dass sie mit dem Matter-Netzwerk kompatibel werden.

Problematisch an solchen Bridge-Lösungen ist, dass die Geräte nicht direkt integriert sind und somit unter Umständen parallele Mesh-Systeme im Smart Home existieren. Aber über solche Bridge-Lösungen ist möglich, Stück für Stück in die neue Matter-Welt zu migrieren und so den Migrations-Big-Bang zu vermeiden.

Ausblick und Fazit

Matter hat sich als neuer Standard aufgestellt, um den Smart Home-Markt aufzurollen. Dass mit neuen Standards die alten Standards nicht unbedingt obsolet werden, hatte schon XKCD in einem seiner bekannteren Comics gezeigt.

Doch wie könnte die Zukunft von Matter aussehen? Da sich praktisch jeder größere Smart Home-Anbieter und andere Firmen wie Apple, Amazon, Google und Samsung an Matter beteiligen, könnte Matter das Potenzial haben, den Markt aufzurollen.

Schlussendlich stellt sich hier die Frage nach den Produkten, die mit Matter-Unterstützung auf den Markt gebracht werden und ob diese die Kundenwünsche erfüllen können.

Auch muss der Standard, der in der Theorie übergreifend unterstützt wird und dessen Geräte unabhängig vom Hersteller genutzt werden können, dies noch in der Praxis beweisen. Im schlimmsten Fall ist der Kunde hier wieder der Leidtragende, weil er kleine und größere Inkompatibilitäten ertragen muss.

Im besten Fall führt der neue Standard zu einer Migration alter Lösungen in Richtung Matter. Der Zigbee-Standard ist praktisch ein Legacy-Standard geworden und Z-Wave wird im schlimmsten Fall einen langsamen Tod sterben, da viele Nutzer zu Matter abwandern werden und Z-Wave es schwer haben wird, gegen diesen Standard zu bestehen.

Auch wenn Z-Wave aufgrund der genutzten Funkfrequenzen kleinere technische Vorteile hat, sind dies wahrscheinlich keine Faktoren, welche sich auf Kundenseite auswirken werden. Auch wenn dies in der Z-Wave Alliance anders gesehen wird:

Matter is bringing a lot of attention to the smart home. This makes it easy to overlook Z-Wave as the most established, trusted, and secure smart home protocol, that also happens to have the largest certified interoperable ecosystem in the market. We firmly expect that Z-Wave will play a key role in connecting devices and delivering the experience users really want.

Im Rahmen des Artikels wurde einige Hintergründe von Matter erläutert, trotzdem wurde Matter nur angerissen, da der Standard auf über achthundert Seiten, viele Details definiert und unterschiedlichste Verfahren im Detail erläutert.

Wenn Matter seine Versprechen halten kann und die Nutzung für den Kunden einfacher ist, könnte es ein Standard sein, der ein Großteil der Nutzer und Hersteller in Zukunft hinter sich vereinen könnte.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf Golem.de und ist hier in einer alternativen Variante zu finden.